海铁联运港口混合作业模式下轨道吊与集卡协同调度

在集装箱海铁联运港口中,铁路作业区作为连接铁路运输和水路运输的重要节点,其装卸效率将影响集装箱海铁联运的整体效率。首先,对比分析了“船舶-列车”作业模式和“船舶-堆场-列车”作业模式的特点,并结合海铁联运港口实际作业情况提出了混合作业模式。然后,以轨道吊完工时间最短为目标构建混合整数规划模型,既考虑了班列和船舶的作业时间窗约束,又考虑了轨道吊间干扰和安全距离、轨道吊和集卡接续作业和等待时间等现实约束。针对遗传算法在局部搜索能力方面的不足,将启发式规则与遗传算法相结合设计了求解轨道吊与集卡协同调度问题的混合遗传算法（HGA）,并进行了数值实验。实验结果验证了所提模型和混合算法的有效性。最后通过设计实验分析集装箱数量、岸边箱占比、轨道吊数量和集卡数量对轨道吊完工时间和集卡完工时间的影响,发现同等集装箱数量下岸边箱占比提高时,应通过增加轨道吊数量来有效缩短完工时间。     

铁路集装箱转运作业问题的决策支持模型研究

集装箱转运问题是铁路集装箱物流中心站提高服务效率的关键问题之一,转运过程中涉及到的相关资源配置则是其要解决的核心内容。针对集装箱转运作业流程的特点,利用系统分析方法将转运系统分成门式起重机、内部集装箱运输卡车和正面吊运机/辅助箱场三个子系统,分别对各子系统进行操作时间分析,进而得到整体系统的作业时间模型,由此开发集装箱转运问题的规划调度决策支持系统,为决策者提供决策依据。通过模拟运行结果,得到了集装箱转运过程中所需的所有设备资源的最优组合数量,将模型模拟结果与相应的实际数据进行对比,证明了该模型的可行性。     

铁路集装箱物流中心系统建模与仿真分析

铁路集装箱物流中心作业系统是复杂的随机系统,难以用数学模型准确描述。采用系统仿真的方法,依据集装箱物流中心的作业流程,构建基于eM-Plant的铁路集装箱物流中心整体作业模型。通过仿真实验,研究到站集装箱列车所载箱箱型比例、外卡到站时间间隔和内卡数量等模型参数对集装箱物流中心作业性能的影响。仿真结果表明集装箱列车所载箱箱型比例为6∶1∶3时装卸设备利用率最高,外卡在到站时间间隔超过8 min时无需等待,内卡数为5～7时辅助中转箱转运作业时间最少。     

考虑箱区作业均衡的ACT船舶配载鲁棒优化研究

基于自动化集装箱码头堆场与传统堆场在布局与机械配置方面的区别，将箱区作业均衡因素引入船舶配载问题中，以最小化装船作业时间和箱区作业均衡为目标建立考虑箱区作业均衡的自动化集装箱码头船舶配载混合整数规划模型；同时引入解的保守性参数，将确定性模型转化为考虑桥吊作业时间不确定性的自动化集装箱码头船舶配载鲁棒优化模型，再设计基于编号与排序的禁忌搜索算法对算例进行求解。结果证明了模型的正确性与算法的有效性，且各案例在不考虑箱区作业均衡因素时得到的箱区作业不均衡箱量比考虑该因素时得到的箱区作业不均衡箱量平均高出17.8%，不确定性情况下，“集中配载”现象更加显著。     

试议港口集卡调度算法模型分析

随着我国集装箱吞吐量的快速增长,集装箱港口对作业效率的要求也越来越高。在现有作业技术水平和硬件设备、设施的基础上实现作业效率的提高,已经成为集装箱港口发展所面临的重要问题。从集装箱港口作业的一个环节——集卡作业入手,分析提高集卡利用率,进而带动整个港口作业效率的提高。     

基于遗传算法的出口集装箱送箱时间窗优化

基于对港口出口集装箱送箱时间窗的分析,综合考虑港口闸口处作业量平衡及堆场空间资源利用率两个影响港口整体服务质量的因素,在此基础上建立数学模型,在一个滚动计划周期内为出口集装箱分配送箱时间窗。通过数值实验证明,该模型能显著降低闸口作业不平衡量,从而提高港口资源利用率,同时缩短送箱集卡在闸口排队等待服务的时间。     

速度不确定下作业时间最短的集卡调度优化

在集装箱码头装卸作业中,提高集卡调度对作业效率有非常大的影响。而集装箱卡车重车和空车行驶速度的不确定性,增加了集卡调度的难度。为此提出建立不确定环境下作业时间最短的集卡调度优化模型。在完成固定装卸任务的前提下,通过对集卡的合理调度,达到不确定情况下集卡总作业时间最短。针对不确定模型的特点,采用粒子群算法快速求解,同时保证了解的有效性。算例表明上述模型和算法合理解决了不确定环境下集卡调度优化问题,得到较好的计算结果,并且降低了运算复杂度,提高了调度效率。     

集卡分批到达模式下的进口箱场桥作业调度优化

在进口箱疏港过程中, 服务于相同客户的若干集卡组成集卡组, 具有相同的抵港时间, 因此, 外部集卡抵港提箱呈现分批到达的特点. 集卡组内作业指派的优劣直接影响场桥的作业效率, 存在较大的优化空间. 对此, 基于翻箱作业不能跨贝进行的现实约束, 将场桥作业调度解构为场桥作业路径优化问题和贝内翻箱作业优化问题两部分并分别建立动态优化模型. 针对场桥作业路径优化问题, 提出一种多项式时间的精确算法并给以证明; 针对贝内翻箱作业优化问题, 设计一种基于MSA的双层启发式算法进行求解. 一系列数值实验的结果显示了所提出优化模型及算法的有效性和鲁棒性.

     

考虑箱区作业均衡的自动化码头集装箱船舶配载计划

在考虑箱区作业均衡的基础上,研究自动化码头集装箱船舶的配载计划问题.以堆场翻箱时间最小、集装箱水平运输时间最短以及堆场箱区作业不均衡水平最小为目标建立0-1整数规划模型.使用CPLEX工具精确求解5个不同规模的算例得到配载结果,并对比是否考虑箱区作业均衡的配载方案.结果显示5组算例的翻箱量均为0,有效地满足翻箱时间最小的目标.在配载计划中考虑箱区作业均衡,所得的箱区作业不均衡指数较不考虑箱区作业均衡有一定程度的降低,最高降低19.0个百分点,平均降低7.2个百分点.结果表明所提模型可有效解决自动化码头配载计划问题,保证箱区作业的均衡性,提升码头的装船作业效率.     

A*算法在轨道式龙门起重机提箱作业优化中的应用

集装箱翻箱问题是影响集装箱码头堆场机械操作效率的一个重要的因素。为了解决在堆场中应用不同装卸机械所产生的相关问题,本文选取轨道式龙门起重机作为堆场装卸机械,建立以码头堆场机械作业时间最短为目标,满足堆场实际作业要求的提箱优化数学模型。应用启发式算法A*算法对问题进行求解,并通过对实例的研究,验证A*算法的正确性和有效性。     

基于组件模型分析的组件容器产品线体系结构

组件容器为组件提供部署和运行环境,是基于组件分布式应用开发的核心.近年来分布式组件的多样化和快速演化对组件容器的开发方法提出了挑战.产品线工程是基于公共的核心资产开发特定领域内软件产品系列的软件工程方法,产品线体系结构是其中最重要的部分.进行组件容器产品线体系结构的研究能够提高组件容器的结构复用性,获得更高的生产效率和质量.由于组件模型是组件容器设计的基础,在领域分析阶段引入组件模型分析,提出了组件模型分析框架,通过组件模型元素到领域需求元素的映射,建立组件容器领域模型.提出了组件容器设计的基本原则,并根据变化性封装原则,提出了组件容器产品线体系结构PLACE,通过引入可选属性、模块层次结构和决策模型,实现组件容器的领域需求.PLACE产品线体系结构已在网驰平台的多个组件容器设计中得到应用.     

轻量级IoC容器的研究与设计

研究了支持依赖注入的IoC容器的设计问题。其目的是减小容器中组件或对象间的耦合度,应用程序中的组件在运行时不再主动调用其协作组件或协作对象,而是由容器在程序运行期间动态地将应用程序所需的组件或对象注入到应用程序中。与当前存在的IoC容器相比,它能够实现更多的组件注册方式,组件的管理方式也更灵活,基于IoC容器进行的开发可以明显减小对象间及对象和服务间的耦合度,便于组件的重用,缩短程序开发的周期,构建清晰、简洁的解决方案。     

Ad hoc网络在集装箱堆场管理上的应用

在集装箱堆场中,由于集装箱的数量很大,或翻箱作业等使得很难及时准确掌握集装箱的具体位置。该文分析了集装箱堆场管理方面的特点和Ad hoc网络的特点,提出了一种基于Ad hoc网络的集装箱堆场的无线通信网络的模型及其中的关键技术和问题。通过仿真,可以看出该方案解决了集装箱堆场管理中对集装箱具体位置的追踪问题。     

CAR包容技术的设计与实现

传统构件技术的包容都是静态的,这显然不利于使用,而设计一种动态包容技术将大大增加构件的灵活性。基于CAR构件设计并实现了一种动态包容技术,此技术充分利用了CAR的基于二进制的AOP编程模型,将包容器设计成方面构件类AObjectContainer,从而使聚合了AObjectContainer的普通构件类轻松地具有了包容能力。此方法具有使用简单,可动态控制被包容对象等特点。     

基于遗传算法的集装箱后方堆场箱位分配策略*

根据重庆港实际情况建立了以提箱时间为制约因素,以最小化翻箱率为目标的集装箱后方堆场箱位分配模型,并针对模型提出了基于遗传算法的解决方案。方案对一次卸船或者进港的一批箱进行全局优化,并考虑其分配对后续集装箱的影响。遗传算法迭代过程中采用适应度函数指数变换防早熟,采用可行解替换法处理约束,并设计最优解保存策略保证最终的优化效果。最后针对实际堆场的不同规模,对方案的优化结果同文献中的其他遗传算法方案进行比较,证明了本文优化策略的优越性和实用性。     

基于深度强化学习的雾计算容器整合

在雾计算系统架构基础上, 针对数据中心高能耗、应用任务负载的随机动态性以及用户对应用的低时延要求, 提出一种基于A2C (advantage actor-critic)算法的以最小化能源消耗和平均响应时间为目标的容器整合方法, 利用检查点/恢复技术实时迁移容器, 实现资源整合. 构建从数据中心系统状态到容器整合的端到端决策模型, 提出自适应多目标奖励函数, 利用基于梯度的反向传播算法加快决策模型的收敛速度. 基于真实任务负载数据集的仿真实验结果表明, 该方法能够在保证服务质量的同时有效降低能耗.     

ROSA:资源敏感的高性能Web容器体系结构

现有的Web容器多采用线程池体系结构,而Web容器所支撑的动态Web组件在执行过程中可能需要获取多种共享资源,由共享资源并发量限制导致的线程阻塞可能会严重影响性能。提出了一种资源敏感的Web容器体系结构ROSA(resource-oriented staged architecture)。当某些共享资源达到饱和时,若Web容器接到对需要这些资源的Web组件的请求,ROSA会暂缓为这些请求提供服务以减少线程阻塞。基于排队Petri网,建立了ROSA结构和线程池结构的性能模型,通过模型仿真和负载实验验证了ROSA体系结构的性能优势。     

从Docker容器看容器技术的发展: 一种系统文献综述的视角

近些年,软件构造、运行和演化过程面临着诸多新需求,例如开发测试环境需要高效切换或配置、应用隔离、减少资源消耗、提高测试和部署效率等,给开发人员开发和维护软件带来了巨大的负担.容器技术有希望将开发人员从繁重的开发运维负担中解脱出来,尤其是Docker作为目前工业界的容器行业标准,近年来逐渐成为学术界一个热门的研究领域.为了帮助研究人员全面准确地理解当前Docker容器研究的现状和趋势,使用系统文献综述(systematic literature review)的方法搜集了75篇该领域最新的高水平论文,进行了详细的分析和总结.首先,使用定量研究方法调查了Docker容器研究的基本现状,包括研究数量、研究质量、研究领域和研究方式.其次,首次提出了面向Docker容器研究的分类框架,分别从核心、平台和支持3个方面对当前研究进行了系统性地归纳和梳理.最后,讨论了Docker容器技术的发展趋势并总结了7个未来的研究方向.     

Interference Analysis of Co-Located Container Workloads: A Perspective from Hardware Performance Counters

Workload characterization is critical for resource management and scheduling.Recently,with the fast development of container technique,more and more cloud service providers like Google and Alibaba adopt containers to provide cloud services,due to the low overheads.However,the characteristics of co-located diverse services(e.g.,interactive on-line services,off-line computing services)running in containers are still not clear.In this paper,we present a comprehensive analysis of the characteristics of co-located workloads running in containers on the same server from the perspective of hardware events.Our study quantifies and reveals the system behavior from the micro-architecture level when workloads are running in different co-location patterns.Through the analysis of typical hardware events,we provide recommended/unrecommended co-location workload patterns which provide valuable deployment suggestions for datacenter administrators.     

基于传感器网络和有源RFID的集装箱管理系统

针对堆场集装箱管理调度问题,结合传感器网络和有源RFID技术设计一个管理系统。提出4层架构解决方案,设计高效的传输协议和结合堆场实际情况的集装箱定位算法。实验结果表明,该系统有助于解决集装箱管理中较易出现的并会带来较大损失的“丢箱”问题,具有一定应用价值。